2019 年陕西西安建筑科技大学无机非金属材料科学基础考
研真题
本卷共六道大题,试卷中可能用到的基本常数如下:
波尔兹曼常数 k=1.38×
摩尔气体常数 R=8.314J·mol-1·K-1
10-23J·K-1
1 电子伏特(ev)=1.602×10-19 焦尔(J) 阿伏加德罗常数 N0=6.02×1023
一、选择题(共 10 小题,每题 2 分,共 20 分)
1、在晶体结构中所有宏观对称要素的集合称为( )。
A 对称型 B 空间群 C 微观对称要素的集合
D 空间点阵
2、等大球体的最紧密堆积有两种形式,一种是立方最紧密堆积,另一种是( )最紧密堆积。
A 四方
B 六方
C 三方
D 斜方
3、n 个等大球体作最紧密堆积中时,必定有 2n 个四面体空隙和( )个八面体空隙。
A
2n
B
3n
C
1/2n
D
n
4、高岭石是硅酸盐工业中的重要矿物原料,属于(
)结构硅酸盐晶体。
A 岛状
B 链状
C 组群状 D 层状
5、石英是硅酸盐工业中的重要原料,石英在不同的热力学条件下有不同的变体,当温度升
高到 1470℃时,α-鳞石英将转变为( )。
Aα-石英 B β-石英
C α-方石英 D β-方石英
6、影响置换型固溶体中固溶度大小的因素有离子尺寸因素、晶体的结构类型、( )、 电
负性。
A 温度的高低 B 离子的电价影响 C 晶体的体积大小 D 晶体的表面张力
7、玻璃的通性可以归纳为四点,它们分别是( )、介稳性、熔融态向玻璃态转化的可逆
与渐变性、熔融态向玻璃态转化时物理化学性质随温度变化的连续性。
A 各向异性 B 最小内能性
C 对称性
D 各向同性
8、毛细管凝聚现象在生活和生产中经常遇到,例如,陶瓷生坯中有许多毛细孔,从而有许
多毛细孔凝聚
水,这些水由于蒸汽压低而不易被排除,若不预先充分干燥,入窑将容易炸裂,这种现象
可以用()解释。
A 拉普拉斯方程 B 金斯特林格方程 C 开尔文公式 D 丁达尔效应
9、在晶格热振动时,一些能量足够大的原子离开平衡位置后,挤到晶格点的间隙中,形成
间隙原子,而在原来位置上形成空位,这种缺陷称为(
)。
A 肖特基缺陷 B 热缺陷 C 杂质缺陷 D 弗仑克尔缺陷
10、物质中的粒子(原子、离子、电子等)由于热力学的影响,自发地进行迁移以达平衡,
这种现象称为( )。
A 扩散 B 固相反应 C 相变 D 布朗运动
二、解释下列各对概念(共 4 小题,每题 5 分,共 20 分)
1、烧结与烧成
2、同质多晶与类质同晶
3、一级相变与二级相变
4、稳定扩散与不稳定扩散
三、判断下列说法是否正确(共 5 小题,每题 2 分,共 10 分)
1、随着温度升高,硅酸盐熔体的粘度升高。 ( )
2、一价碱金属氧化物的加入,可以增加硅酸盐熔体的粘度。 ( )
3、在描述扩散质点运动的动力学方程中,菲克第二定律适用于描述扩散质点浓度分布随时
间变化的稳定
扩散。( )
4、对称型为 4L33L23PC 的晶体属于等轴(立方)晶系。 ( )
5、四方晶系中一个晶面在 X、Y、Z 轴上的截距为 2a、2b 和 4c,该晶面的米勒指数为[221]。
( )
四、计算题(共 3 题,其中第 1 题 20 分,第 2 题、第 3 题各 10 分,共 40 分)
1、CaO 晶体中,已知肖特基缺陷生成能为 5.5eV。
(1) 请写出 CaO 晶体形成肖特基缺陷的缺陷反应方程并计算在 25℃和 1600℃时热缺陷
的浓度?
(2)如果在 CaO 晶体中引入百万分之一的 Al2O3 杂质,则在 1600℃时,CaO 晶体中是热
缺陷占优势还是杂质缺陷占优势?(要求写出相应的缺陷反应方程分析)
2、假定碳在 α-Fe(体心立方)和;γ-Fe(面心立方)中的扩散系数分别为:
Dα=0.0079exp(-83600 /RT)cm2/s
Dγ=0.21exp(-141284 /RT)cm2/s
计算 800℃时各自的扩散系数并解释其差别。
3、什么是弯曲表面的附加压力,其正负根据什么划分?设表面张力为 0.9N/m,计算曲率
半径分别为 0.5μm、5μm 的曲面附加压力。
五、问答题(每题 10 分,共 3 题,共 30 分)
1、反应物料的活性可影响固相反应速率,试分析提高物料反应活性的途径有哪些?
2、什么是烧结,在烧结时加入少量的外加剂可促进烧结,试分析外加剂可通过哪几方
面的作用促进烧结?
3、为什么在成核生长相变机理中,要有一点过冷或过热才能发生相变?什么情况下需
要过冷,什么情况下需要过热?
六、右图是 A-B-C 系统的相图,试回答下列问题:(共 4 题,其中第 1 题 2 分,第 2 题
7 分,第 3 题 6 分,第 4 题 15 分,共 30 分,请将右图绘在答题纸上作答)
1、说明化合物 S1、S2 的性质;
2、在图中划分副三角形并用箭头指示出各界线的温度下降方向及性质;
3、指出各无变量点的性质并写出各点的相平衡关系;
4、试分析 1、2、3 组成的熔体的冷却结晶过程(标明液、固相组成点的变化及结晶过
程各阶段系统中发生的变化过程)。